第二章 简单直流电路
第一节 闭合电路的欧姆定律
一、电动势
1.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。
2.单位:伏特(V)
注意点:
(1)电动势由电源本身决定,与外电路无关。
(2)电动势的规定方向:自负极通过电源内部到正极的方向。
二、闭合电路的欧姆定律
1.复习部分电路的欧姆定律
I =
2.闭合电路欧姆定律的推导
(1) 电路
(2) 推导
设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部,非静电力把q从负极移到正极所做的功W = E q = E I t,电流通过R和R0时电能转化为热能
Q = I2 R t + I2 R0 t
因为
W = Q
所以
E I t = I2 R t + I2 R0 t
E = I R + I R0或I =
(3)闭合电路欧姆定律
闭合电路内的电流,与电源电动势成正比,与整个电路的电阻成反比。其中,外电路上的电压降(端电压)
U = I R = E - I R0
内电路上的电压降
U = I R0
电动势等于内、外电路压降之和
E = I R + I R0 = U + U
例1:如上图,若电动势E = 24 V,内阻R0 = 4 ,【国家电网校园招聘考试培训去哪里好?咨询电话:15832216191】,负载电阻R = 20 ,试求:(1)电路中的电流;(2)电源的端电压;(3)负载上的电压降;(4)电源内阻上的电压降。
例2:电源电动势为1.5 V,内电阻为0.12 ,外电路电阻为1.38 ,求电路中的电流和端电压。
例3:电动势为3.6 V的电源,与8 的电阻接成闭合电路,电源两极间的电压为3.2 V,求电源的内电阻。
三、端电压
1.电动势与外电路电阻的变化无关,但电源端电压随负载变化,随着外电阻的增加端电压增加,随着外电阻的减少端电压减小。
证明:I =
当R增加时,(R + R0)增加,【电网培训咨询电话:15832216191】,电流I减小,U = E - I R0 增加;同理可证,当R减小时,U也减小。
2.两种特例:
(1)当外电路断开时,R趋向于无穷大。
I = 0
U = E - I R0 = E
即
U = E
应用:可用电压表粗略地测定电源的电动势
(2)当外电路短路时,R趋近于零,I = 趋向于无穷大,U趋近于零。短路时电流很大,会烧坏电源,引起火灾,决不允许将导线或电流表直接接到电源上,防止短路。
应用:测量电动势和电源内阻。
【例1】有一辆货车运输2000只玻璃瓶,运费按到达时完好瓶子数目计算,每只2角,如有破损,破损一只还要倒赔2角,结果得到运费393.2元,破损只数是( )
A.17 B.24 C.34 D.36
【解析】假设运输的2000只玻璃瓶都是完好的,则运费为2000X0.2=400元,而实际运费为393.2元,差了400-393.2=6.8元。运费差的钱是那部分呢?因为实际运输过程中有一些玻璃瓶破损了,所以实际运费<400元,每把一个破损的玻璃瓶看成完好的玻璃瓶,实际运费差0.2-(-0.2)=0.4元,所以6.8/0.4=17个玻璃瓶破损了。故选择A。
【例2】某餐厅设有可坐12人和可坐10人两种规格的餐桌共28张,最多可容纳332人同时就餐,问该餐厅有几张10人桌( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【解析】假设餐厅28张餐桌都是12人/桌的规格,则共可容纳28X12=336人,实际容纳336人,差了336-332=4人。为什么多了4人?因为有一些餐桌是10人桌的规格,【电网考试中心咨询电话:15832216191】,我们把它们看成了12人桌,多算了12-10=2人。所以10人桌的共有4/2=2桌。故选择A。